(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ径方向に沿って延在され、且つ、タイヤ周方向に沿って間隔を隔てて形成された、タイヤサイド部外面から突出する複数の乱流発生用突条を有する空気入りタイヤであって、前記乱流発生用突条が延在方向に沿って高さが異なる部分を有し、
前記乱流発生用突条のタイヤ径方向内側とタイヤ径方向外側の少なくとも一方の端部の高さが当該乱流発生用突条の延在方向の中央部の高さより低く、
前記乱流発生用突条の高さがタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側へ向けて漸次減少し、
前記乱流発生用突条のタイヤ径方向内側又はタイヤ径方向外側の端部の高さがタイヤサイド部表面と同じ高さであり、
前記乱流発生用突条は故障核位置近傍で最も高くなるように形成され、
前記故障核位置はタイヤ最大幅の位置であり、
前記乱流発生用突条の延在方向中央部の高さをｈ、ピッチをｐ、幅をｗとした時に、高さｈ、ピッチｐ、及び幅ｗが１．０≦ｐ／ｈ≦５０．０、且つ、１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０の関係を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記タイヤサイド部がタイヤ径方向の断面形状が三日月形状の補強ゴムを備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記空気入りタイヤはランフラットタイヤであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤサイド表面に乱流発生用突条を備える空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に空気入りタイヤの温度上昇は、材料物性の変化といった経時的変化を促進したり、高速走行時にはトレッドの破損等の原因になったりすることから、耐久性の観点から好ましくない。特に重荷重での使用となるオフザロードラジアル（ＯＲＲ）タイヤ，トラックバスラジアル（ＴＢＲ）タイヤや、パンク走行時（内圧０［ｋＰａ］走行時）のランフラットタイヤにおいては、耐久性を向上させるためにタイヤ温度を低減させることが大きな課題となっている。例えば三日月形補強ゴムを有するランフラットタイヤでは、パンク走行時に補強ゴムにタイヤ径方向の変形が集中してこの部分が非常に高温に達し、耐久性に多大な影響を与える。
【０００３】
タイヤ温度低減手段としては、タイヤ構成部材の歪低減や抑制を目的とした補強部材の使用により発熱を抑制するという手段が提案されている。しかしながら、補強部材を使用した場合には、意図しない故障が発生したり、特にランフラットタイヤでは通常内圧走行時の縦バネ（タイヤ径方向の弾力性）が高まることによって乗り心地が悪化するといった通常性能への影響があったりする。このため、通常性能を損なわない新たなタイヤ温度低減手段が求められていた。
【０００４】
新たなタイヤ温度低減手段として、タイヤサイド部にタイヤ径方向に沿って乱流発生用突条を形成することで、タイヤ表面における流速の速い乱流の発生を促進させて冷却効果を向上させたものがある（特許文献１参照）。タイヤを構成するゴムは熱伝導性の悪い材料であるため、放熱面積を拡大させて冷却効果を狙うよりも、乱流発生を促進することによる冷却効果のほうが有効であることが知られている。
【特許文献１】国際公開第２００７／０３２４０５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、タイヤサイド部に乱流発生用突条を形成した場合、乱流発生用突条分だけタイヤ重量が増加すると共に、タイヤ加硫時に乱流発生用突条の端部に空気が溜まりやすくなることによってベア等の製造不良が発生しやすくなる。このような背景から、冷却効果とタイヤの軽量化及び製造性向上とを両立させた空気入りタイヤの提供が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、タイヤサイド部の冷却効果を高く維持しつつ軽量化及び製造性向上を実現した空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ径方向に沿って延在され、且つ、タイヤ周方向に沿って間隔を隔てて形成された複数の乱流発生用突条をタイヤサイド部表面に有する空気入りタイヤであって、乱流発生用突条が延在方向に沿って高さが異なる部分を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る空気入りタイヤによれば、高い冷却効果が必要とされる領域の乱流発生用突条の高さのみを高くし、その他の領域の高さを低くすることにより、冷却効果とタイヤの軽量化及び製造性向上との両立を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる乱流発生用突条を備えるランフラットタイヤの構成について詳しく説明する。なお本明細書中において“乱流発生用突条”とは、乱流を発生又は促進するものである。また以下に示す実施形態は、タイヤ径方向の断面形状が三日月形状の補強ゴムをタイヤサイド部に備えるランフラットタイヤに本発明を適用したものであるが、本発明の適用範囲はランフラットタイヤに限られることはなく、オフザロードラジアル（ＯＲＲ）タイヤやトラックバスラジアル（ＴＢＲ）タイヤ等の重荷重用タイヤにも適用することができる。
【００１０】
〔ランフラットタイヤの概略構成〕
本発明の実施形態となるランフラットタイヤ１は、図１及び図２に示すように、路面と接触するトレッド部２と、タイヤ両側面側に形成されたタイヤサイド部３と、各タイヤサイド部３の開口縁に沿って設けられたビード部４とを備える。ビード部４は、タイヤサイド部３の開口縁に沿って周回するように設けられたビードコア６Ａ及びビードフィラー６Ｂを備える。ビードコア６Ａとしてはスチールコード等を例示できる。
【００１１】
このランフラットタイヤ１はさらに、図２に示すように、タイヤの骨格となるカーカス層７を有する。タイヤサイド部３に位置するカーカス層７の内側（タイヤ幅方向内側）には補強ゴムとしてのサイドウォール補強層８が設けられている。サイドウォール補強層８はタイヤ幅方向断面において三日月形状のゴムストックによって形成されている。カーカス層７のタイヤ径方向外側には、図２に示すように、複数のベルト層（スチールベルト補強層９，１０、周方向補強層１１）が設けられている。周方向補強層１１のタイヤ径方向外側には路面と接地するトレッド部２が設けられている。
【００１２】
〔乱流発生用突条の構成〕
タイヤサイド部３表面には図２及び図３に示すように複数の乱流発生用突条２０が突設されている。各乱流発生用突条２０は、タイヤ径方向に沿って延在され、且つタイヤ周方向に沿って間欠的（タイヤ周方向に等間隔）に形成されている。乱流発生用突条２０のタイヤ径方向外側端部２０Ａの高さは、乱流発生用突条２０の延在方向の中央部の高さより低く、且つ、タイヤサイド部３の表面と同じ高さになるように端部に向けて漸次高さが減少するように形成されている。
【００１３】
乱流発生用突条２０の高さは故障核位置近傍で最も高くなるように形成されている。故障核位置としてはタイヤ最大幅位置やビードフィラーのタイヤ径方向外側の端部位置を例示することができる。但し、タイヤサイド部３表面における空気の流れはタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に流れる傾向にあるので、乱流発生用突条２０の高さを高くする位置は故障核位置よりややタイヤ径方向内側であってもよい。
【００１４】
乱流発生用突条２０の延在方向中央部の高さをｈ，ピッチをｐ，幅をｗとした時、高さｈ，ピッチｐ，及び幅ｗは１．０≦ｐ／ｈ≦５０．０、且つ、１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０の関係を満足するように設定されている。ピッチｐと高さｈの比の値（ｐ／ｈ）を好ましくは２．０≦ｐ／ｈ≦２４．０、さらに好ましくは１０．０≦ｐ／ｈ≦２０．０の範囲内に設定することにより、タイヤサイド部３表面の熱伝達率をより向上させることができる。本明細書中において“ピッチ”とは、乱流発生用突条２０の延在方向の中央における幅を２等分した点の間の距離を意味する。
【００１５】
本実施形態では、乱流発生用突条２０のタイヤ径方向外側端部２０Ａの高さを変化させることとしたが、図４に示すように、乱流発生用突条２０のタイヤ径方向内側端部２０Ｂの高さが、乱流発生用突条２０の延在方向の中央部の高さより低く、且つ、タイヤサイド部３の表面と同じ高さになるように端部に向けて漸次高さが減少するように形成されていてもよい。またタイヤ径方向外側端部２０Ａとタイヤ径方向内側端部２０Ｂの双方の高さを同様に形成してもよい。
【００１６】
本実施形態のランフラットタイヤ１では、高い冷却効果が必要にならないタイヤ径方向外側端部２０Ａ及び／又はタイヤ径方向内側端部２０Ｂの高さをタイヤ径方向中央部の高さより低くすることにより、タイヤ径方向外側端部２０Ａ及び／又はタイヤ径方向内側端部２０Ｂのゴム量を減らすことができるので、タイヤの軽量化を実現できる。
【００１７】
タイヤ径方向外側端部２０Ａ及び／又はタイヤ径方向内側端部２０Ｂの高さが高い場合において端部形状が角形状であると、タイヤ加硫時に角部に空気が溜まりやすくなりベア等の製造不良の原因になりやすいが、タイヤ径方向外側端部２０Ａ及び／又はタイヤ径方向内側端部２０Ｂの高さを低くすることにより、空気を端部に溜まりにくくさせることができる。
【００１８】
本実施形態のランフラットタイヤ１では、乱流発生用突条２０は端部に向けて漸次高さが減少するように形成されているので、タイヤ加硫時に乱流発生用突条２０の空気が流れやすくなり、ベア等の製造不良を発生しくくさせることができる。
【００１９】
本実施形態のランフラットタイヤ１では、タイヤ径方向外側端部２０Ａ及び／又はタイヤ径方向内側端部２０Ｂの高さがタイヤサイド部３の表面と同じ高さになるように形成されているので、タイヤ加硫時にタイヤ径方向内側又はタイヤ径方向外側の端部に溜まりやすい空気をタイヤ表面に逃がし、ベア等の製造不良を発生しにくくさせることができる。
【００２０】
本実施形態のランフラットタイヤ１では、冷却効果が必要な故障核位置の乱流発生用突条２０の高さを他の部分と比較して高くしているので、冷却効果を維持しつつ乱流発生用突条２０を形成するためのゴム量を減らし、冷却効果を維持しつつランフラットタイヤ１の軽量化を実現することができる。
【００２１】
本実施形態のランフラットタイヤ１では、冷却効果が必要な故障核位置の乱流発生用突条２０の高さを他の部分と比較して高くし、冷却効果が比較的必要とならないタイヤ径方向内側又はタイヤ径方向外側の乱流発生用突条２０の高さを低くしている。このような構成によれば、冷却効果を維持しつつ乱流発生用突条２０を形成するためのゴム量を減らすことができるので、冷却効果を維持しつつランフラットタイヤ１の軽量化を実現することができる。
【００２２】
〔乱流発生のメカニズム〕
このような構成を有するランフラットタイヤ１では、図４に示すように、乱流発生用突条２０が形成されていないタイヤサイド部３に接触していた空気の流れＳ１は回転に伴い乱流発生用突条２０によってタイヤサイド部３から剥離されて突条を乗りこえる。この時、乱流発生用突条２０の背面側には空気の流れが滞留する部分（領域）Ｓ２が生じる。そして空気の流れＳ１は、次の乱流発生用突条２０との間の底部に再付着して、次の乱流発生用突条２０により再び剥離される。この時、空気の流れＳ１と次の乱流発生用突条２０との間には空気の流れが滞留する部分（領域）Ｓ３が生じる。
【００２３】
乱流Ｓ１が接触する領域上の速度勾配（速度）を速くすることが冷却効果を高めるために優位となると考えられる。本実施形態のランフラットタイヤ１では、故障核位置の乱流発生用突条２０の高さを他の部分と比較して高くしているので、故障核位置における乱流Ｓ１の速度勾配が大きくなり、結果として故障核位置の冷却効果を高めることができる。一方、冷却効果が比較的必要とならない領域の乱流発生用突条２０の高さは低くしているので、不必要なゴム量を減らすことができる。従って、本実施形態のランフラットタイヤ１によれば、冷却効果を維持しつつランフラットタイヤ１の軽量化を実現することができる。
【００２４】
〔実施例〕
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
【００２５】
〔実施例１〕
実施例１では、乱流発生用突条２０の径方向長さＹ，高さｈ，パラメータｐ／ｈ，幅ｗの値をそれぞれ５４ｍｍ，２ｍｍ，１２，２ｍｍに設定し、乱流発生用突条２０のタイヤ径方向外側端部２０Ａの高さを乱流発生用突条２０の延在方向の中央部の高さより低くすることにより、タイヤサイズ：２８５／５０Ｒ２０，使用リム：８．０ＪＪ×２０の実施例１のランフラットタイヤを得た。
【００２６】
〔実施例２〕
実施例２では、乱流発生用突条２０のタイヤ径方向外側端部２０Ａとタイヤ径方向内側端部２０Ｂの双方の高さを乱流発生用突条２０の延在方向の中央部の高さより低くした以外は実施例１と同様にして実施例２のランフラットタイヤを得た。
【００２７】
〔従来例〕
従来例のランフラットタイヤとしてタイヤサイド部３表面に乱流発生用突条が突設されていないランフラットタイヤを用いた。
【００２８】
〔比較例〕
比較例では、図６に示すように乱流発生用突条の高さを全ての領域において同じにして長手方向端部に角部を形成した以外は実施例１と同様にして比較例のランフラットタイヤを得た。
【００２９】
〔耐久ドラム試験〕
実施例１，２，従来例，及び比較例ランフラットタイヤに対し耐久ドラム試験（内圧：０ｋＰａ，荷重：９．８ｋＮ，速度：９０ｋｍ／ｈ）を行った。また耐久ドラム試験語の乱流発生用突条の破壊発生の有無を確認した。試験結果を以下の表１に示す。なお耐久ドラム試験結果（耐久性評価）は故障発生までの耐久距離を指数化したものである。
【表１】
0005130003.tif 000002
【００３０】
〔評価〕
表１に示すように、従来例は、耐久性の値が１００と最も低くかった。これは、従来例は乱流発生用突条を有しないためタイヤサイド部の冷却効果が低く故障を起こすまでの耐久距離が短かったためと考えられる。また耐久試験では、端部の高さが低くなっていない比較例は、冷却効果が高いこともあり耐久性が高い。このような従来例及び比較例に対して、乱流発生用突条の外側端部の高さが低くなっている実施例１，２では、耐久試験による耐久性が高く、しかも乱流発生用突条の破壊発生が無いことがわかった。これは、外側端部へ向けて高さを漸減させているため、接地に伴う乱流発生用突条の破壊が抑制されると共に、乱流発生用突条による冷却効果により耐久性も高くなっているためと考えられる。
【００３１】
次に、乱流発生用突条２０のｐ／ｈ、（ｐ−ｗ）／ｗ、を変えたものを用いて、熱伝達率を求めた結果を図７及び図８に示す。図７及び図８のグラフの縦軸は、タイヤ表面に貼り付けたヒータに定電圧を印加して一定の熱量を発生させ、タイヤを回転させたときのタイヤ表面の温度を測定して求めた熱伝達率である。すなわち、この熱伝達率が大きいということは、冷却効果が高いことを表している。ここでは、乱流発生用突条２０を有しないランフラットタイヤの熱伝達率を１００に設定している。なお、この熱伝達率測定試験は、以下の条件で行った。
【００３２】
タイヤサイズ：２８５／５０Ｒ２０
使用リム：８．０ＪＪ×２０
内圧：０ｋＰａ
荷重：０．５ｋＮ
速度：９０ｋｍ／ｈ
図７は、乱流発生用突条２０のピッチｐと高さｈの比の値（ｐ／ｈ）と耐久性能との関係を示す図であり、ｐ／ｈが１．０以上で、且つ５０．０以下で熱伝達率が高まっていることを示している。図７から乱流発生用突条２０では、ｐ／ｈの値は１．０≦ｐ／ｈ≦５０．０の範囲が良く、好ましくは２．０≦ｐ／ｈ≦２４．０の範囲、さらにに好ましくは１０．０≦ｐ／ｈ≦２０．０の範囲がよいことが知見された。
【００３３】
図８は、パラメータ（ｐ−ｗ）／ｗと熱伝達率との関係を示した図であり、パラメータ（ｐ−ｗ）／ｗの値が１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０、好ましくは４．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦３９．０の関係を満足することが熱伝達率を高めていることがわかる。
【００３４】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態となるランフラットタイヤの側面図である。
【図２】図１のII−II断面におけるランフラットタイヤの要部断面図である。
【図３】本発明の実施形態となるランフラットタイヤの乱流発生用突条を示す要部斜視図である。
【図４】本発明の実施形態となるランフラットタイヤの乱流発生用突条の変形例を示す要部斜視図である。
【図５】乱流発生用突条をタイヤ周方向で切断した状態の乱流発生メカニズムを示す説明図である。
【図６】比較例のランフラットタイヤの乱流発生用突条のを示す要部斜視図である。
【図７】パラメータｐ／ｈと熱伝達率との関係を示す図である。
【図８】パラメータ（ｐ−ｗ）／ｗと熱伝達率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：ランフラットタイヤ
３：タイヤサイド部
４：ビード部
８：サイドウォール補強層
２０：乱流発生用突条
２０Ａ：外側端部
２０Ｂ：内側端部
【図１】
0005130003.tif 000003
【図２】
0005130003.tif 000004
【図３】
0005130003.tif 000005
【図４】
0005130003.tif 000006
【図５】
0005130003.tif 000007
【図６】
0005130003.tif 000008
【図７】
0005130003.tif 000009
【図８】
0005130003.tif 000010